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设3阶实对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=-2,且α1=(1,-1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量.记B=A5-4A3+E,其中E为3阶单位矩阵. 验证α1是矩阵B的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量;
设3阶实对称矩阵A的特征值λ1=1,λ2=2,λ3=-2,且α1=(1,-1,1)T是A的属于λ1的一个特征向量.记B=A5-4A3+E,其中E为3阶单位矩阵. 验证α1是矩阵B的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量;
admin
2019-12-26
27
问题
设3阶实对称矩阵A的特征值λ
1
=1,λ
2
=2,λ
3
=-2,且α
1
=(1,-1,1)
T
是A的属于λ
1
的一个特征向量.记B=A
5
-4A
3
+E,其中E为3阶单位矩阵.
验证α
1
是矩阵B的特征向量,并求B的全部特征值与特征向量;
选项
答案
由Aα
1
=λ
1
α
1
知 Bα
1
=(A
5
-4A
3
+E)α
1
=(λ
1
-4λ
1
+1)α
1
=-2α
1
, 故α
1
是矩阵B的属于特征值-2的特征向量. 类似,矩阵B的其他两个特征值为λ
i
5
-4λ
i
3
+1(i=2,3).所以B的全部特征值为-2,1,1. 因为A是实对称矩阵,故B也是实对称的.若设(x
1
,x
2
,x
3
)
T
为B的属于特征值1的特征向量,则必有(x
1
, x
2
,x
3
)α
1
=0,即(x
1
,x
2
,x
3
)
T
与α
1
正交.所以有 x
1
-x
2
+x
3
=0, 解此方程得其基础解系为α
2
=(1,1,0)
T
,α
3
=(-1,0,1)
T
.故矩阵B的属于特征值-2的全部特征向量为k
1
α
1
(k
1
为不等于零的任意常数);属于特征值1的全部特征向量为k
2
α
2
+k
3
α
3
(k
2
,k
3
是不全为零的任意常数).
解析
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考研数学三
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